TWI754054B - 輸送系統及用於操作輸送系統的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種輸送系統(1)，其作用是沿著一輸送路徑連續或不連續輸送反應性及/或高溫及/或腐蝕性要被輸送的物品，該輸送系統(1)包括一個將輸送路徑包覆住的系統外殼(3)，該系統外殼具有至少一個將流體導入該系統外殼(3)的流體輸入口(5)、至少一個將流體從該系統外殼(3)輸出的流體輸出口(7，9)、以及將要被輸送的物品送入該系統外殼(3)的入料口(4)，而且該至少一個流體輸入口(5)、該至少一個流體輸出口(7，9)及該入料口(4)對流體都具有工程上的密閉性。

Description

輸送系統及用於操作輸送系統的方法
本發明涉及一種輸送系統，以及一種輸送反應性及/或高溫及/或腐蝕性要被輸送的物品的方法。
此處所謂的反應性要被輸送的物品是指可能會與圍繞輸送系統的環境物質發生化學及/或物理反應的要被輸送的物品，例如與空氣(尤其是空氣中的氧)發生反應的要被輸送的物品。這種反應通常是不利的，例如可能會造成要被輸送的物品質劣化及/或過熱，及/或釋出有害健康及/或環境的流體(例如脫氣氣體)及/或粉塵。為了避免或減少要被輸送的物品與環境物質接觸，一種常見的作法是輸入一種流體，例如惰性氣體(例如氮氣)、由氮氣及最多3%的氧氣組成的混合氣體、或是由烟氣的化學成分組成混合氣體，以便將要被輸送的物品周圍的環境物質擠出。此處所謂的流體是指一種氣體或液體。
WO 01/64521 A1揭示一種將超細粉末包裝在容器中的方法及裝置。這種方法是在一個密封的裝置中將粉末送入一粉末輸出室，其中該密封裝置的內部環境是一個不會與粉末產生反應的受控制的環境。粉末輸 出室有一個與容器的入口連接的接口，其中可以透過第一閥門選擇性的將粉末輸出室的接口封住，以及可以透過第二門將容器封住。
US 3 036 440 A揭示一種冷卻煤塊的方法，這種方法是將可蒸發的液態冷卻劑噴灑在煤塊上。而且這種方法可以回收大部分的冷卻劑，並重複應用於冷卻煤塊之用。
本發明的目的是提出一種輸送反應性要被輸送的物品的輸送系統及方法，特別是能夠減少要被輸送的物品周圍的環境物質擠出所需消耗的流體量。
採用具有請求項1之特徵的輸送系統及具有請求項11之特徵的方法即可達到上述目的。
附屬請求項之內容為本發明之各種有利的實施方式。
本發明提出的沿著一輸送路徑連續或不連續輸送反應性及/或高溫及/或腐蝕性要被輸送的物品的輸送系統包括一個將輸送路徑包覆住的系統外殼，該系統外殼具有至少一個將流體導入系統外殼的流體輸入口、至少一個將流體從系統外殼輸出的流體輸出口、以及一個將要被輸送的物品送入系統外殼的入料口，而且該至少一個流體輸入口、該至少一個流體輸出口及該入料口對流體都具有工程上的密閉性。此處所謂的對流體具有工程上的密閉性是指對流體具有工程上要求的密閉性。以下將其簡稱為流體密閉性。
將輸送路徑設置在系統外殼內，可以很大程度的使輸送路徑與其周圍環境隔絕，因而使要被輸送的物品在很大程度上與環境質隔絕。由於系統外殼的流體密閉性很高，因此可以在很大程度上限制流體從流體輸出口流出系統外殼，也就是說只有相當少量的流體會從系統外殼流出。而且從流體輸出口流出系統外殼的流體至少有一部分會被收集並重新流入系統外殼。這樣就可以減少流體的消耗量及費用。另一個優點是可以將脫氣氣體及在系統外殼內形成的粉塵從輸出口排出。這樣就不必再為從系統外殼流出的粉塵或脫氣氣體另外設置分離式的收集及清除裝置。
此外，根據本發明，系統外殼具有一個將要被輸送的物品從系統外殼輸出的出料口，而且該出料口同時也是系統外殼的一個流體輸入口或流體輸出口。這樣流體就可以從系統外殼本來就有的的出料口流出或流入系統外殼。另一個優點是使流體流過系統外殼的流動方向與要被輸送的物品朝出料口的輸送方向相配合。此外，另一個優點是可以降低流體流的渦流。
根據本發明的一種實施方式，可以透過一個閉鎖機構將出料口封閉住。例如，這個閉鎖機構可以具有一或多個彼此間隔一段距離的閘門。例如，在緊急關閉輸送系統時，閉鎖機構可以阻止流體及脫氣氣體從出料口流出。透過多個彼此間隔一段距離能夠像排水閘一樣以具有流體密閉性的方式將出料口封閉住。
根據本發明的另一種實施方式，在系統外殼 上設有至少一個安全機構，其作用是在系統外殼內的流體壓力超出壓力門檻值時，讓流體從系統外殼流出，或是調節流體壓力，以使流體壓力保持在一控制的壓力範圍。這樣就可以防止系統外殼內出現過壓的情況。
根據本發明的另一種實施方式，輸送系統具有一個流體循環系統，其作用是透過至少一個流體入口將流體導入系統外殼，以及收集及重複使用從至少一個流體出口流出系統外殼的流體。透過這種流體循環系統可以進一步降低流體的消耗量，因為從系統外殼流出的流體會被收集，並經由流體循環系統再度流入系統外殼，使該等流體留在流體循環系統中。
流體循環系統可以具有一個將流體導入系統外殼的流體機械。這個流體機械可以影響流體流入系統外殼的流動方向，以及影響流體流過系統外殼的流動方向。
此外，流體循環系統可以配備一個冷卻流體用的熱交換器，及/或配備一個淨化從系統外殼流出的流體用的流體淨化單元。如果在系統外殼內要輸送的是高溫的、要被輸送的物品，而且輸送要被輸送的物品用的輸送機構具有需冷卻的元件，則配備冷卻流體用的熱交換器具有特別的優點。在這種情況下，被導入系統外殼並被熱交換器冷卻的流體也可以用於冷卻輸送機構的元件。流體淨化單元可以淨化從系統外殼排出的流體，例如去除在系統外殼內形成並與流體一起被排出的脫氣氣體及/或粉塵。
根據本發明的另一種實施方式，可以透過閉鎖機構以流體密閉的方式將出料口封閉住。例如在緊急關閉輸送系統時，閉鎖機構可以阻止流體及脫氣氣體從出料口流出。
本發明提出的操作本發明之輸送系統的方法是使流體經由至少一個流體輸入口流入系統外殼，並沿著一個流體流動方向流過系統外殼到達至少一個流體輸出口，其中流體流動方向大致平行於要被輸送的物品被輸送通過系統外殼的輸送方向。這樣就可以使流體及跟著流體一起移動的脫氣氣體及/或粉塵沿著一特定的流體流動方向流過系統外殼，到達流體輸出口，並在該處被排出。這種方法的另一個優點是可以降低流體、脫氣氣體及粉塵流動形成的渦流。
本發明之方法的一種實施方式能夠調節系統外殼內的流體環境，以抵抗來自與系統外殼相鄰之設備的干擾流體侵入系統外殼。所謂系統外殼內的流體環境是指系統外殼內的流體的化學及物理特性，例如流體的化學成分、壓力或溫度。所謂干擾流體是指不宜出現在系統外殼內的流體。例如含氧的氣體、含有至少一種濃度過高的不利的化學成分的氣體、以及溫度過高或過低的流體等都是典型的干擾流體。將系統外殼內的流體環境調節成能夠抵抗干擾流體侵入系統外殼，可以有效阻止因相鄰設備內的壓力變化導致較大量的干擾流體侵入系統外殼，並對要被輸送的物品的品質造成不利影響。
例如將系統外殼內的流體壓力調節到一個額定值， 而且這個額定值高於相鄰設備內當下的干擾流體壓力。例如測量系統外殼內的流體壓力與相鄰設備內的干擾流體壓力之間的壓差，並根據壓差調節流入系統外殼的流體流。
1:輸送系統
3:系統外殼
4:入料口
5:流體輸入口
7，9:流體輸出口
11:流體循環系統
13:流體機械
15:熱交換器
17:流體淨化單元
19:流體供給管線
21:安全機構
23:輸送機構
30:流體流動方向
32:輸送方向
34:脫氣氣體流動方向
36:粉塵流動方向
38:氣體遮蔽流
40:閉鎖機構
42:閘門
44:輔助裝置
46:過濾系統
48:負壓產生器
以下將配合圖式及實施例，進一步說明以上描述的本發明的特徵、特性及優點，以及達到該等特徵、特性及優點的方法。其中：第1圖：輸送系統的第一個實施例的示意圖。
第2圖：第1圖之輸送系統的部分斷面圖，顯示出料口打開時，要被輸送的物品從出料口被輸送到系統外殼之外的情況。
第3圖：第2圖之輸送系統在出料口關閉時的示意圖。
第4圖：輸送系統的第2個實施例的示意圖，顯示在要被輸送的物品從出料口被輸出時的情況。
第5圖輸送系統的第3個實施例的示意圖，顯示在要被輸送的物品從出料口被輸出時的情況。
相同的元件在各圖式中均以相同的元件符號標示。
第1圖以示意方式顯示沿著一輸送路徑輸送反應性及/或高溫及/或腐蝕性要被輸送的物品之輸送系統1的一個實施例。輸送系統1具有一個內部設有輸送路徑的系統外殼3。系統外殼3具有一個將要被輸送的 物品送入系統外殼3的入料口4、一個將流體導入系統外殼3的流體輸入口5、以及兩個將流體從系統外殼3輸出的流體輸出口7，9。第一流體輸出口7同時也作為將要被輸送的物品排出系統外殼3的出料口。系統外殼3的至少一個流體輸入口5、流體輸出口7，9、以及入料口4都具有流體密閉性。
此外，輸送系統1還具有一個流體循環系統11，其作用是將流體導入系統外殼，以及收集及重複使用從系統外殼3流出的流體。例如，被導入系統外殼3的流體是一種惰性氣體(例如氮氣)，但也可以是一種液體。
流體循環系統11透過流體輸入口5將流體導入系統外殼3，流體流過系統外殼3，然後從第二流體輸出口9流出系統外殼3。此外，流體循環系統11使從第二流體輸出口9流出系統外殼3的流體通過一個流體機械13及選擇性的通過一個熱交換器15及/或流體淨化單元17，然後從流體輸入口5再度流入系統外殼3。此外，流體循環系統11具有一個可以向流體循環系統11供應流體的流體供給管線19，其目的是用新的流體替換從第一流體輸出口7流出系統外殼3的流體。視流體是一種氣體或液體而定，流體機械13可以是一個風扇、壓縮機、其他的增壓裝置、或是幫浦。流體機械13使流體以壓力被導入系統外殼3，而且這個壓力大於系統外殼內的壓力，因此流體會通過流體輸入口5流入系統外殼3，但是不會流出系統外殼3。在本實施例中，流體輸入口5 位於入料口4附近。第二流體輸出口9位於第一流體輸出口7附近。因此流體是沿著流體流動方向30流過系統外殼3到達流體輸出口7，9，其中流體流動方向30大致平行於要被輸送的物品被輸送通過系統外殼3的輸送方向32。此外，流體會帶著在系統外殼3內形成的脫氣氣體沿著一大致與輸送方向32平行的脫氣流動方向34流過系統外殼3到達流體輸出口7，9，以及帶著在系統外殼3內形成的粉塵沿著一大致與輸送方向32平行的粉塵流動方向36流過系統外殼3到達流體輸出口7，9。在其他的實施例中，流體輸入口5及/或第二流體輸出口9在系統外殼3上的位置可以不同於第1圖之實施例顯示的位置，例如可以將二者的位置相互對調。另一種可能性是先將流體送入一個設置在輸送系統1之後或之前的裝置(例如一個儲藏室)，然後從這個裝置流出，經由流體循環系統11再度流入系統外殼3，因此這個裝置是流體循環系統11的一部分。在這種情況下，流體可以帶著粉塵從系統外殼3流入位於輸送系統之前或之後的裝置，因而達到清除粉塵的目的。此外，可以選擇性的在入料口4設置一個粉塵清除裝置，其中經由流管供給管線19流入的流體量大於經由粉塵清除裝置排出系統外殼3的流體量。
選擇性設置的熱交換器15的作用是冷卻流體。如果在系統外殼3內要輸送的是高溫的、要被輸送的物品，而且輸送要被輸送的物品用的輸送機構23具有需冷卻的元件，則設置冷卻流體用的熱交換器具有特別 的優點。在這種情況下，被導入系統外殼3並被熱交換器15冷卻的流體也可以用於冷卻輸送機構23的元件。選擇性設置的流體淨化單元17可以淨化從系統外殼3排出的流體，例如去除在系統外殼3內形成並與流體一起被排出的脫氣氣體及/或粉塵。
具有流體密閉性的系統外殼3可以限制流體從流體輸出口7，9流出系統外殼3，也就是說只有相當少量的流體會從系統外殼3流出。此外，從第二流體輸出口9排出的流體會經由流體循環系統11從第一流體輸入口5再度流入系統外殼3，因而使該等流體留在流體循環系統11中。因此僅需供應流體循環系統11相當小的流體量即可。這樣就可以達到降低流體消耗量及成本的目的。
流過第一流體輸入口5及第二流體輸出口9的流體流通常遠大於流過第一流體輸出口7的流體流。例如，流過第一流體輸入口5的流體流約為1600m3/h，流過第二流體輸出口9的流體流約為1500m3/h，流過第一流體輸出口7的流體流約為100m3/h，其中經由流體供給管線19供應約100m3/h的流體給流體循環系統11，以替換從第一流體輸出口7流出的流體。
具有很好的流體密閉性的系統外殼3及流體流動方向30的另一個優點是脫氣氣體及粉塵也可以被送到流體輸出口7，9，並在該處被清除掉。
在系統外殼3上有設置一個作為安全閥用的安全機構21，其作用是在系統外殼3內的流體壓力超出 一個壓力門檻值時，使流體排出系統外殼3。
第2圖以示意方式顯示輸送系統1的第一流體輸出口7的部分，其中第一流體輸出口7同時也是系統外殼3的出料口。要被輸送的物品從輸送機構23被送到第一流體輸出口7，並在該處向下從流體輸出口7被排出。此時流體、脫氣氣體及粉塵也與要被輸送的物品從流體輸出口7流出。由於脫氣氣體及粉塵與要被輸送的物品一起從流體輸出口7流出，因此能夠與要被輸送的物品一起被排出及清除。這樣就不需要在其他位置為從系統外殼3排出的粉塵或脫氣氣體另外設置分離式的收集及清除裝置。
另一種可以選擇的方式是使一氣體遮蔽流38繞流流體輸出口7，也就是使氣體遮蔽流38將從流體輸出口7排出的物質(要被輸送的物品，流體，脫氣氣體，粉塵)包裹住。
此外，可以透過閉鎖機構40封閉第一流體輸出口7。
第3圖顯示輸送系統1在第一流體輸出口7的斷面圖，此時第一流體輸出口7被閉鎖機構40封閉住。例如，閉鎖機構40具有一個能夠封閉第一流體輸出口7的閘門42。例如，在緊急關閉輸送系統1時，閉鎖機構可以阻止流體及脫氣氣體從第一流體輸出口7流出。同樣的，閉鎖機構40也可以用具有流體密閉性的方式將入料口4封閉住。
第4圖以示意方式顯示輸送系統1的第二個 實施例在輸出要被輸送的物品的出料口部分的斷面圖。這個實施例不同於第1圖至第3圖之實施例的地方是以將流體導入系統外殼3用的流體輸入口5作為出料口。流體及脫氣氣體基本上是平行流動，但是與第2圖不同的是，流體及脫氣氣體至少沿著輸送路徑的一個部分段落的流動方向與要被輸送的物品的輸送方向32及粉塵在系統外殼內的粉塵流動方向36是相反的。與第1圖至第3圖的輸送系統1的另一個區別是，閉鎖機構40具有兩個彼此間隔一段距離的閘門42，而且在兩個閘門42之間設有一個補助裝置44。例如，補助裝置44是一個將要被輸送的物品輸送到系統外殼3外的葉輪閘門。
第5圖是以示意方式顯示輸送系統1的第三個實施例在輸出要被輸送的物品的出料口部分的斷面圖。這個實施例不同於第4圖之實施例的地方是流體是從出料口及另一個(未在第5圖中顯示的)流體輸入口5被導入系統外殼3，其中從出料口被導入系統外殼3的流體的流體流動方向30至少沿著輸送路徑的一個部分段落是與要被輸送的物品的輸送方向32是相反的，同時經由另一個流體輸入口5被導入系統外殼3的流體的流體流動方向30基本上與輸送方向32一致。
此外，系統外殼3具有一個流體輸出口9，流體經由流體輸出口9流出系統外殼3，同時在流體輸出口9之後有設置一個過濾細微粉塵用的過濾系統46，以及一個將流體從系統外殼3吸出的負壓產生器48。從流體輸出口9被排放到系統外殼3外的流體會被全部清 除，或至少有一部分被重新使用，也就是經由如第1圖的流體循環系統11被送回系統外殼3。
雖然前面是以數個有利的實施例對本發明的細節作進一步的描述及說明，但是本發明的範圍並不受限於以上揭示的實施例，同時熟習該項技術者據以推導出的其他變化方式亦屬於本發明的範圍。
1:輸送系統
3:系統外殼
7:流體輸出口
21:安全機構
23:輸送機構
30:流體流動方向
32:輸送方向
34:脫氣氣體流動方向
36:粉塵流動方向
38:氣體遮蔽流

Claims (19)

  1. 一種輸送系統，用於沿著輸送路徑連續或不連續輸送反應性及/或高溫及/或腐蝕性之要被輸送的物品，該輸送系統包括：將該輸送路徑包覆住的系統外殼，該系統外殼具有用於將流體導入該系統外殼的至少一個流體輸入口、用於從該系統外殼分配流體的至少一個流體輸出口以及用於分配流體及該要被輸送的物品的至少另一個流體輸出口、用於將要被輸送的物品引入該系統外殼的入料口；一流體循環系統，其連接到該至少一個流體輸入口以將流體通過該至少一個流體輸入口導入該系統外殼，且連接到該至少一個流體輸出口以收集及重複使用通過該至少一個流體輸出口而離開該系統外殼的流體；除了該至少一個流體輸入口、該至少一個流體輸出口、該至少另一個流體輸出口及該入料口，該系統外殼被實施為技術上流體密封。
  2. 如請求項1的輸送系統，進一步包括用於從該系統外殼分配要被輸送的物品的出料口及構造成將該出料口封閉住的閉鎖機構。
  3. 如請求項2的輸送系統，進一步包括該閉鎖機構，該閉鎖機構包括至少一個構造成將該出料口封閉住的閘門。
  4. 如請求項3的輸送系統，其中，該閉鎖機構包括兩個 彼此間隔一段距離的閘門，該閘門構造成將該出料口封閉住。
  5. 如請求項1的輸送系統，進一步包括設置在該系統外殼上的至少一個安全機構，且該安全機構構造成響應在該系統外殼內的流體壓力超出壓力門檻值，使流體從該系統外殼流出，或是構造成閉環調節流體壓力，以使該流體壓力保持在控制的壓力範圍。
  6. 如請求項1的輸送系統，進一步包括該流體循環系統，該流體循環系統包括用於將流體導入該系統外殼的流體機械。
  7. 如請求項1的輸送系統，進一步包括該流體循環系統，該流體循環系統具有至少一個冷卻流體用的熱交換器。
  8. 如請求項1的輸送系統，進一步包括該流體循環系統，該流體循環系統包括構造成淨化離開該系統外殼之流體的流體淨化單元。
  9. 如請求項1的輸送系統，進一步包括一閉鎖機構，該閉鎖機構構造成以流體密封的方式將該入料口封閉住。
  10. 一種用於操作輸送系統的方法，用於沿著輸送路徑連續或不連續輸送反應性及/或高溫及/或腐蝕性之要被輸送的物品，該輸送系統包括：將該輸送路徑包覆住的系統外殼，該系統外殼具有用於將流體導入該系統外殼的至少一個流體輸入口、用於從該系統外殼分配流體的至少一個流體輸出 口、用於將要被輸送的物品引入該系統外殼的入料口以及用於從該系統外殼分配要被輸送的物品的出料口；除了該至少一個流體輸入口、該至少一個流體輸出口及該入料口，該系統外殼被實施為技術上流體密封；及該出料口是該系統外殼的該至少一個流體輸出口或該至少一個流體輸入口，該方法包括：將流體通過該至少一個流體輸入口並沿著流體流動方向導入該系統外殼，並沿著輸送方向傳輸該要被輸送的物品通過該系統外殼，其中該流體流動方向大致平行於該要被輸送的物品被傳輸通過該系統外殼的輸送方向，並且通過該系統外殼將流體引導至該至少一個流體輸出口。
  11. 如請求項10的方法，進一步包括：在閉環調節中調節該系統外殼中的流體環境，使得該流體環境抵抗干擾流體從與該系統外殼相鄰的相鄰設備侵入該系統外殼。
  12. 如請求項11的方法，進一步包括閉環調節該系統外殼中的流體壓力到一額定值，該額定值高於該相鄰設備中之當下的干擾流體壓力。
  13. 如請求項12的方法，進一步包括檢測該系統外殼中的流體壓力與該相鄰設備中的該干擾流體壓力之間的壓差，並根據該壓差閉環調節導入該系統外殼的流體流。
  14. 一種用於操作輸送系統的方法，用於沿著輸送路徑連續或不連續輸送反應性及/或高溫及/或腐蝕性之要被輸送的物品，該輸送系統包括：將該輸送路徑包覆住的系統外殼，且該系統外殼包括用於將流體導入該系統外殼的至少一個流體輸入口、用於從該系統外殼分配流體的至少一個流體輸出口、用於將要被輸送的物品引入該系統外殼的入料口以及用於從該系統外殼分配要被輸送的物品的出料口；除了該至少一個流體輸入口、該至少一個流體輸出口及該入料口，將該系統外殼實施為技術上流體密封，其中該出料口是該系統外殼的流體輸出口或流體輸入口；將流體通過該至少一個流體輸入口並沿著與輸送方向大致平行的流體流動方向導入該系統外殼；及將該要被輸送的物品傳輸通過該系統外殼，將該要被輸送的物品通過該系統外殼引導至該至少一個流體輸出口；及在該系統外殼中形成流體環境，該流體環境是閉環調節，使得該流體環境抵抗干擾流體從與該系統外殼相鄰的相鄰設備侵入該系統外殼；閉環調節該系統外殼中的流體壓力到一額定值，該額定值高於該相鄰設備中之當下的干擾流體壓力，及將流體循環到該系統外殼的一流體循環系統中，並通過該至少一個流體輸入口，及 收集及重複使用通過該至少一個流體輸出口而離開該系統外殼的流體。
  15. 如請求項14的方法，進一步包括當該系統外殼中的流體壓力超出壓力門檻值時，通過至少一個安全機構將流體從該系統外殼排出，或是用於閉環調節流體壓力，以使該流體壓力保持在控制的壓力範圍；及設置該至少一個安全機構於該系統外殼上。
  16. 如請求項14的方法，進一步包括通過具有流體機械的流體循環系統將流體導入該系統外殼，從具有用於將流體導入該系統外殼的流體機械的該流體循環系統進入該系統外殼。
  17. 如請求項14的方法，進一步包括冷卻在該流體循環系統的至少一個熱交換器中的該流體。
  18. 如請求項14的方法，進一步包括藉由該流體循環系統的流體淨化單元淨化離開系統外殼的該流體。
  19. 如請求項14的方法，進一步包括檢測該系統外殼中的流體壓力與該相鄰設備中的該干擾流體壓力之間的壓差，並根據該壓差閉環調節導入該系統外殼的流體流。
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